MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC HỮU CƠ pps

Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI BÀI TOÁN
HÓA HỌC HỮU CƠ
1. Phương pháp bảo toàn khối lượng
Ví dụ 1: Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết với
9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là
A. C
3
H
5
OH và C
4
H
7
OH. B. C
2
H
5
OH và C
3
H
7
OH.
C. C
3
H
7
OH và C
4
H
9

OH. D. CH
3
OH và C
2
H
5
OH.
(Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A)
Đặt công thức chung của 2 ancol đơn chức là:
ROH

ROH
+ Na
→

RONa
+
1
2
H
2
↑
0,3 0,3
¬
0,15
Chất rắn thu được gồm
RONa
và có thể có Na dư
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

2
H
m
= 15,6 + 9,2 – 24,5 = 0,3 (gam)
→

2
H
n
=
0,3
2
= 0,15 (mol)

M
=
R
+ 17 =
15,6
0,3
= 52 (g/mol)
→

R
= 35
Do đó hai ancol phải có số nguyên tử cacbon là 2 và 3. Theo đề bài, hai ancol là: C
2
H
5
OH và

C
3
H
7
OH.
Ví dụ 2: Cho 3,6 gam axit cacboxylic no, đơn chức X tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch gồm
KOH 0,12M và NaOH 0,12M. Cô cạn dung dịch thu được 8,28 gam hỗn hợp chất rắn khan. Công
thức phân tử của X là
A. C
2
H
5
COOH. B. CH
3
COOH. C. HCOOH. D. C
3
H
7
COOH.
(Trích đề thi TSĐH năm 2008 - Khối B)
Phương trình hoá học dạng ion:
RCOOH +
−
OH

→

−
RCOO
+ H

2
O
0,06
¬
0,06
Ta có
KOH
n
=
NaOH
n
= 0,5
×
0,12 = 0,06 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 1 -
Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn

2
H O
m
tạo thành
= 3,6 + 56
×
0,06 + 40
×
0,06 – 8,28 = 1,08 (gam)

→

2
H O
n
tạo thành
=
1,08
18
= 0,06 (mol)

X
M
= R + 45 =
3,6
0,06
= 60 (g/mol)
→
R = 15 (CH
3
)
Vậy công thức phân tử của axit X là CH
3
COOH.
2. Phương pháp bảo toàn mol nguyên tố
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol một axit cacboxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O
2
(ở đktc), thu
được 0,3 mol CO
2
và 0,2 mol H
2

O. Giá trị của V là
A. 8,96 lít. B. 11,2 lít. C. 6,72 lít. D. 4,48 lít.
HD. Số mol O
2
= 0,3 + 0,2/2 – 0,1 = 0,3
Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí
(trong không khí oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO
2
(đktc) và 9,9 gam H
2
O. Thể tích
không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là
A. 70,0 lít. B. 78,4 lít. C. 84,0 lít. D. 56,0 lít.
Oxi : n = CO
2
+ 1/2H
2
O = 0,35 + ½.0,55 = 0,625 mol
V
kk
= 0,625.22,4.5 = 70 lít
3. Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình
Ví dụ 1: Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm hai hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4
lít dung dịch Br
2

0,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol Br
2

giảm đi một nửa và khối lượng bình

tăng thêm 6,7 gam. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là
A. C
2
H
2
và C
4
H
6
. B. C
2
H
2
và C
4
H
8
. C. C
3
H
4
và C
4
H
8
. D. C
2
H
2
và C

3
H
8
.
(Trích đề thi TSĐH năm 2007 - Khối A)
Ta có
hh X
n
=
4,48
22,4
= 0,2 (mol) ;
2
Br
n
ban đầu
= 1,4
×
0,5 = 0,7 (mol)

→

2
Br
n
phản ứng
=
0,7
2
= 0,35 (mol)

Khối lượng bình đựng dung dịch Br
2
tăng 6,7 gam là khối lượng của hiđrocacbon không no. Đặt
công thức chung của hai hiđrocacbon mạch hở là
n 2n 2 2k
C H
+ −
(
k
là số liên kết
π
trung bình)

n 2n 2 2k
C H
+ −
+
k
Br
2

→

n 2n 2 2k 2k
C H Br
+ −

0,2
→
0,2

k
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 2 -
Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn
Từ phản ứng:
2
Br
n
= 0,2
k
= 0,35 mol
→

k
= 1,75

M
= 14
n
+ 2 – 2
k
=
6,7
0,2
= 33,5
→

n
= 2,5
Theo đề bài thì hai hiđrocacbon mạch hở là không no.
Vậy hai hiđrocacbon đó là: C

2
H
2
và C
4
H
8
.
Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai ancol no, đơn chức liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu
được 3,584 lít CO
2
ở đktc và 3,96 gam H
2
O. Giá trị của a và CTCT của các ancol là
A. 3,32 gam ; CH
3
OH và C
2
H
5
OH. B. 4,32 gam ; C
2
H
5
OH và C
3
H
7
OH.
C. 2,32 gam ; C

3
H
7
OH và C
4
H
9
OH. D. 3,32 gam ; C
2
H
5
OH và C
3
H
7
OH.
Số mol ancol = 0,22 - 0,16 = 0,06
Số nguyên tử C trung bình :
0,16
n 2,67
0,06
= =
C
n
H
2n+2
O
a = m
C
+ m

H
+ m
O
= 12.0,16 + 2.0,22 + 16.0,06 = 3,32
Ví dụ 3: Nitro hoá benzen thu được hỗn hợp hai hợp chất nitro X, Y có phân tử khối hơn kém nhau. Đốt
cháy hoàn toàn 14,1 gam hỗn hợp X, Y thu được 1,568 lít khí N
2
(đktc). Tìm công thức phân tử của X,
Y.
HD. Gọi
z
là số nhóm -NO
2
trung bình trong hai hợp chất X, Y
C
6
H
6
+
z
HNO
3

đặc

xt
→

6 2
6 z z

C H (NO )
−
+
z
H
2
O (1)
6 2
6 z z
C H (NO )
−
+
30 5z
4
 
−
 ÷
 
O
2
→

z
2
N
2
+ 6CO
2
+
6 z

2
 
−
 ÷
 
H
2
O (2)

z
14,0

¬
0,07
Ta có
2
N
n
=
1,568
22,4
= 0,07 (mol) ;
M
= 78 + 45
z
=
14,1 z
0,14
×

→

z
= 1,4
Vây công thức phân tử của X, Y là: C
6
H
5
NO
2
và C
6
H
4
(NO
2
)
2
.
4. Phương pháp tăng hoặc giảm khối lượng
Ví dụ 1: Cho 5,76 gam axit hữu cơ X đơn chức, mạch hở tác dụng hết với CaCO
3

thu được 7,28 gam
muối của axit hữu cơ. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. CH
2
=CH-COOH. B. CH
3
COOH.

C. CH
3
-CH
2
-COOH. D. HC
≡
C-COOH.
(Trích đề thi TSCĐ năm 2007 - Khối A, B)
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 3 -
Tài liệu khóa học : Luyện thi ĐH đảm bảo 2011 môn Hóa học – thầy Sơn
Bài giải
Đặt công thức axit hữu cơ X đơn chức: RCOOH
2RCOOH + CaCO
3

→
(RCOO)
2
Ca + CO
2
↑
+ H
2
O
(2R + 90) gam
→
(2R + 128) gam
Theo pt hoá học, cứ 2 mol X tạo ra 1 mol muối có khối lượng tăng: 38 gam
Vậy a mol X phản ứng hết có khối lượng tăng: 7,28 – 5,76 = 1,52 (gam)

→
a =
2 1,52
38
×
= 0,08 (mol)
Nên
X
M
= R + 45 =
5,76
0,08
= 72 (g/mol)
→
R = 27 (C
2
H
3
)
Công thức cấu tạo của axit X là: CH
2
=CH-COOH.
Ví dụ 2. Oxi hoá m gam X gồm CH
3
CHO, C
2
H
3
CHO, C
2

H
5
CHO bằng O
2
có xúc tác thích hợp, sản phẩm
thu được sau phản ứng gồm ba axit có khối lượng (m + 3,2) gam. Cho m gam X tác dụng với lượng dư
dung dịch AgNO
3
trong NH
3
thì thu được a gam kết tủa Ag. Giá trị của a là
A. 21,6. B. 43,2. C. 32,4. D. 27,0.
n
hh
= n
O
= 3,2/16 = 0,2 mol. n
Ag
= 2.0,2 = 0,4 mol. m = 43,2 gam.
Ví dụ 3. X là một este no đơn chức, có tỉ khối hơi đối với CH4 là 5,5. Nếu đem đun 2,2 gam este X với
dung dịch NaOH (dư), thu được 2,05 gam muối. Công thức cấu tạo thu gọn của X là
A. HCOOCH2CH2CH3. B. C2H5COOCH3.
C. CH3COOC2H5. D. HCOOCH(CH3)2.
Đáp án : C
Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn
Nguồn: Hocmai.vn
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt - 4 -